以太网专线EPL的应用

贺 军,田 英

（1.西北电网有限公司 西安输变电运行公司，西安 710048；2.汉中市路灯管理处，陕西汉中 723000）

0 引言

智能电网[1]的提出，对通信和信息传输提出了很高的要求，促使电力通信和信息的传输快速发展。电力系统通信[2]的应用正在由基于话音通信为主而逐步转变为基于数据通信为主，而数据业务目前主要通过IP网络来实现，电力通信中所需要的电力市场数据、管理信息系统、办公自动化系统、视频业务和多媒体业务等主要是通过IP网络来进行传送，甚至话音也可以通过IP网络来传送（VOIP技术）[1]。

基于SDH设备的多业务传输平台（Multi-Service Transmission Platform,MSTP）技术，可以对多种类型的以太网业务进行处理和传送[3-4]。以太网专线业务（Ethernet Private Line，EPL） 是MSTP技术中最基本的应用类型，在电力系统有着广泛的应用。

1 MSTP技术引入

基于SDH的MSTP技术不仅保留了传统SDH技术的优良性能，并且对传统的SDH网络技术进行了改造与功能升级，使之不再停留在只能传输实时业务这一狭窄的技术框架内，成为一个多业务的传输平台。MSTP技术的发展主要体现在对数据业务的支持上。与传统的SDH技术相比，MSTP在封装协议、带宽分配方式和调整机制上都有了较大的进步，不仅可以同时满足用户对实时业务、非实时业务的综合传输，且传输带宽也有了大幅提高，能充分满足用户高带宽、多业务、高可靠性的要求，是目前全世界范围内运用最多、最成熟的光纤传输技术。

2 以太网端口及数据处理

2.1 外部端口（PORT）

外部端口是单板外部以太网物理接口，即用户侧接口，目前常用的有10 M、100 M、10 M/100 M自适应以太网接口及1 000 M以太网接口。这些端口可以根据需要，选择以太网电接口或是光纤接口。采用以太网光纤接口，可以实现100 M、1 000 M光纤远距离接入。

2.2 VC TRUNK（Virtual Container TRUNK）

VC TRUNK是通过VC虚容器实现的传送通道，可以用连续级联技术实现，也可以用虚级联技术实现。虚级联技术将几个虚级联的VC看成一个传送通道，有连续级联无法比拟的优势，因此逐步成为主流。

以太网数据单板能够对以太网数据进行处理和转换。通过网管以太网数据配置，将N个VC12或VC3、VC4进行捆绑，映射到指定的VC TRUNK通道中，并建立外部端口和VC TRUNK之间的以太网静态路由（MAC端口与VCTRUNK端口间建立静态路由）。

以太网通道的配置与VC-12/VC-3/VC4通道配置方法相同，将映射后的N×VC-12/VC-3/VC4业务送到光纤线路板，并从光纤线路板收取对端站送来的N×VC-12/VC-3/VC4业务 ，即可创建以太网透明传输通道VC TRUNK。

以太网通道的保护可以依靠SDH网络实现复用段保护或通道保护。

2.3 端口Tag属性

以太网单板上的外部端口及VC TRUNK端口可设置Tag属性。端口Tag属性可对不同类型的信号包进行处理，目前有3种端口Tag属性[5]：Tag aware,Access和Hybrid。3种端口Tag属性对数据包的处理见表1。

表1 数据单板对VLAN处理方法

Tag aware：端口设置成Tag aware后，该端口可对带有VLAN ID（Tag）的信号包进行透传，如果信号不带VLAN ID（Untag）则被丢弃。Access：端口设置成Access后，该端口会把端口ID（PVID）加到不带VLAN ID（Untag）的信号包上去；如果信号本身带有VLAN ID（Tag）则被丢弃。Hybrid：端口设置成Hybrid后，该端口会把默认的VLAN ID加到不带VLAN ID（Untag）的信号包上去，如果该信号报带有VLAN ID（Tag）则透传。

3 以太网专线EPL

以太网专线业务即透传业务，在数据接入、传送、落地过程中所经过的传送网对于数据来说就象一条专线一样，除了VLAN路由配置方式下，单板数据入口处对接入数据进行了VLAN标记的识别并做出是否传送还是丢弃的判择外，用户数据在整个通路中完全透明传送并交互[6]。

根据应用方式的不同，EPL业务可分为4类：点到点透传业务；PORT共享透传业务；VC TRUNK共享透传业务；PORT和VC TRUNK共享透传业务。

3.1 点到点透传业务

点到点透传业务，即端到端基于以太端口透传。在图1中，在由NE1～NE5多业务传输平台MSTP（Multi-Service Transport Platform）设备组成的SDH光传输网上，NE1和NE5各配置一块以太网业务处理单板，NE1的以太网用户A、B分别和NE5的C、D传输数据，以太网通道AC和BD的业务完全隔离。以太网通道AC和BD分别占用不同VC TRUNK，VC TRUNK的带宽可通过绑定VC12或VC3、VC4的数量而定。两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如表2所示。

图1 SDH光传输网

采用点到点的透明传送方式，EPL业务在线路上独享带宽，业务之间完全隔离，安全性高，适用于大客户专线应用。

表2 点到点透传业务对应关系

3.2 PORT共享透传业务

PORT共享透传业务，即基于端口和VLAN ID进行业务透传。通过对TAG标签（VLAN ID）操作的支持，以太网业务处理单板提供了外部端口共享功能，在组网应用中具有很大的灵活性。可以提供点到多点透传业务，即一个站点的一个以太网口接入的业务可以根据以太网数据帧中携带的VLAN ID，被送到不同的站点；反向的多个站点的用户业务可以汇聚到一个站点的一个以太网端口。

在图1中，NE1的一个以太网用户A接LANSWITCH，该LANSWITCH将其所接的LAN划分为2个虚拟局域网，对不同虚拟局域网的数据加入不同的TAG标签，汇聚侧根据TAG信息，将LANSWITCH送来的数据分别通过不同的VC TRUNK通道送往NE5的外部端口用户B、C。由于带宽是按照VC TRUNK来进行分配的，在这种应用中，不同的VLAN使用不同的VCTRUNK，VLAN的带宽是可以得到保证。两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如表3所示。

表3 PORT共享透传业务

PORT共享透传业务可以实现EPL业务的汇聚，实现以太网业务点到多点的组网应用。通过VLAN标签的识别，可以使多条EPL业务共享PORT端口，节省端口资源。

3.3 VC TRUNK共享透传业务

VC TRUNK共享透传业务，即多个用户共享VC TRUNK，相互之间通过VLAN ID隔离。由于一块以太网业务处理单板可以提供的VC TRUNK通道数有限，有时可以采用VC TRUNK共享的方式组网，在一个VC TRUNK通道中传输多个VLAN的以太网数据。

在图1中，NE1的2个以太网用户A、B分别与NE5的C、D通过一个VC TRUNK互联，以太网通道AC、BD通过不同的VLAN隔离。所接的以太网设备可不配置VLAN，而由传输设备以太网板分配VLAN。两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系见表4。

VC TRUNK共享透传业务通过VLAN标签识别，可以实现EPL业务线路上的带宽VC TURNK共享，节省带宽资源。共享带宽的用户以自由竞争方式来抢占带宽，无法保证其中特定VLAN的带宽，适用于业务高峰相错的不同用户共享。

表4 VC TRUNK共享透传业务

3.4 PORT和VC TRUNK共享透传业务

在采用PORT共享进行业务汇聚的同时，可采用VC TRUNK共享透传。在图1中，NE1采用PORT共享进行业务汇聚，NE5有2个以太网用户，既也可占用2个VC TRUNK，可占用1个VC TRUNK实现业务汇聚。NE1的共享PORT与NE5的2个PORT在通道上采用VCTRUNK共享的方式，称为PORT和VCTRUNK共享透传业务，从而同时节省端口和带宽资源。

4 EPL在电力信息网络中的应用

以太网专线业务可非常灵活地应用于电力企业的信息网络中，实现电网调度自动化数据、客服、营业、MIS等系统数据传输。省电力公司至各地区局的1 000 M/100 M通道可采用点到点透传方式；地区局至各县电力局的100 M/10 M以太网传输通道既可采用点到点透传方式，也可采用PORT共享透传方式进行业务汇聚。对于1 000 M/100 M以太网接口，可灵活根据需要选用光纤或电接口。

PORT共享透传业务对于地区局至各变电站的以太网汇聚非常实用。由于变电站多，各站以太网数据业务流量小，可在中心站使用共享100M或1 000M以太网端口，各变电站使用一个或多个10M或100M以太网端口，各变电站至地调的以太网传输通道可绑定N×VC-12或VC-3、VC4，各变电站使用不同的VLAN。通过VLAN标签的识别，可以使各站EPL业务共享PORT端口，节省中心站端口资源，实现点到多点以太网数据传输。

5 结论

在光纤传输网络的发展和技术进步的驱动下，MSTP经历了支持以太网透传功能的第一代MSTP，即目前广泛应用的EPL技术；支持二层交换功能的第二代MSTP，即以太网私有局域网（Ethernet Private Local Area Network，EPLAN），可以实现多点到多点的业务连接，即多点共享。目前，各厂商MSTP设备已经成熟，可以在单一传送平台上实现对TDM、以太网、ATM统一处理和管理，并引入了多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）、链路容量调整规程（Link Capacity Adjustment Scheme，LCAS）、弹性分组环（Reslilient Packet Ring，RPR）等各种技术和功能。通过MPLS的引入，可以实现以太网虚拟专线业务（Ethernet Virtual Private Line，EVPL）、以太网虚拟局域网（Ethernet Virtual Private Local Area Network，EVPLAN）。随着电力系统信息化的发展应用，EVPL、EPLAN、EVPLAN将会逐步采用。

[1] 余贻鑫，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源,2009,25（1）:7-11.

[2] 尹小夺，闫鹏.基于通信管理机的变电站自动化系统改造方案设计与实现[J].陕西电力，2008,36（9）:58-61.

[3] 田茂，潘永才.基于S3C2410的TFTP以及网通信设计与实现[J].现代电子技术，2008，31（6）：80-82.

[4] 李加升，李宁，曾哲.基于CAN总线与以太网的嵌入式网关设计[J].现代电子技术，2009，32（14）：69-71.

[5]华为技术有限公司.华为OptiX系列产品以太网组网应用[Z].深圳：华为技术有限公司，2006.

[6]张国平.MSTP承载以太网业务分析[J].电力系统通信,2008,29（2）:9-12.